1.激素對低血糖的反應 激素對血糖的濃度和糖代謝起著重要的調節作用。胰島素是體內惟一的降血糖激素，而升糖激素種類較多，作用機制及其升糖作用的效果各不相同，對低血糖時的反應強度和次序也有差異。升糖激素主要有胰升糖素、腎上腺素、去甲腎上腺素、生長激素和糖皮質激素等。低血糖時上述幾種升糖激素釋放增加，血糖濃度迅速增加，發揮對低血糖的對抗作用。
(1)兒茶酚胺：低血糖時交感神經興奮，兒茶酚胺釋放增加，促進肌肉組織糖原動員和分解；增加脂肪組織甘油叁酯的分解，血漿游離脂肪酸濃度增加，增加肝臟和腎臟的糖原異生；直接刺激肝糖原的分解和腎上腺皮質的糖原異生。另外，低血糖時交感神經興奮的心血管和其他方面的表現是警告低血糖的重要表現。如糖尿病患者合并心血管自主神經病變和同時應用β受體阻滯劑則交感神經的反應減弱。
(2)胰升糖素：低血糖和低血糖時的血漿兒茶酚胺濃度升高均可刺激胰島A細胞釋放胰升糖素，血胰升糖素濃度的升高可促進肝糖原的分解和肝糖的輸出，并增強肝臟糖異生酶的活性。胰升糖素是影響急性低血糖時血糖恢復的一種關鍵激素，如低血糖發生速度較慢，則胰升糖素的作用降低。糖尿病患者在低血糖時，存在胰升糖素分泌反應的缺陷。
(3)糖皮質激素：中樞神經組織低血糖時，垂體ACTH 釋放增加，進一步導致血漿糖皮質激素水平濃度的增加，它對促進脂肪組織分解起“允許”作用，促進蛋白質分解代謝，增強肝臟和腎臟將氨基酸轉化為葡萄糖。
(4)生長激素：低血糖時，垂體生長激素的釋放也是增加的，其拮抗低血糖的作用相對較弱。但生長激素可拮抗胰島素對葡萄糖的利用，促進脂肪分解，為肝臟和腎上腺皮質提供糖異生的底物。
(5)胰島素：低血糖時因葡萄糖對B 細胞的刺激減輕和循環兒茶酚胺濃度的增高，B 細胞分泌的內源性胰島素明顯減少，這對低血糖的恢復有益，因低胰島素血癥時：糖原和脂肪分解增加；肝臟的糖異生和生酮作用增強；腎上腺皮質糖異生的酶活性增強；同時它降低了組織對葡萄糖的利用。但低胰島素血癥在胰島素和磺酰脲類藥物所致的低血糖時不存在。
(6)膽堿能神經遞質：低血糖時副交感神經末梢釋放乙酰膽堿，迷走神經的作用與低血糖時的饑餓感有關。另外，支配汗腺的交感神經的節后纖維在低血糖時也釋放乙酰膽堿(與所有其他交感神經的節后纖維相反)，這與低血糖時的多汗有關。
(7)激素對低血糖反應的閾值：正常人，血糖水平在3.6～3.9mmol/L(65～70mg/dl)時，升糖激素的反應被激活，而低血糖癥狀常在血糖低至2.8～3.0mmol/L(50～55mg/dl)才出現，正常人血糖很少低至2.8mmoL/L 以下，但有時在長期禁食狀態下，一些正常婦女血糖可低至1.7mmol/L(30mg/dl)而無癥狀，這可能是由于酮體的產生增加而滿足了神經系統的能量需求。
2.中樞神經性低血糖 大腦是機體消耗葡萄糖的主要器官之一，其代謝葡萄糖的速度約為1.0mg/(kg?min)，相當于一個正常成人24h 消耗100g 葡萄糖，而中樞神經組織本身能量儲備非常有限(2.5～3.0μmol/g 腦組織)，其所需能量幾乎完全依賴血糖的提供，在長期饑餓和靜脈輸注酮體的情況下，大腦也可以利用酮體進行能量代謝，但在急性低血糖的情況下，酮體無法代償葡萄糖的缺乏，而發生神經低血糖(neuroglycopenia)。中樞神經系統損害的次序與腦部發育進化程度有關，細胞發育越進化，對低血糖越敏感，一般首先從大腦皮質開始，隨后皮質下中樞和腦干相繼受累，最后累積延髓而致呼吸循環功能改變，如低血糖持續不能糾正或延誤診斷歷時較久(一般認為超過6h)，腦細胞可發生不可逆轉的形態學改變如充血、多發性點狀出血、腦水腫、缺血性點狀壞死和腦軟化等，此時即使血糖糾正，也常留下腦功能障礙的后遺癥。